Nel seguito sono indicati gli argomenti fondamentali comuni agli insegnamenti di Fisica II delle quattro aree formative di Ingegneria Industriale, Ingegneria Civile/Edile, Ingegneria dell’Informazione e Ingegneria Gestionale. Le differenze sono presentate nei programmi dettagliati dei singoli corsi e riguardano diverse accentuazioni e approfondimenti relativi ai temi generali, uguali per tutti.


La Fisica II espone le leggi fondamentali dell’elettromagnetismo classico, includendo la propagazione della luce come onda elettromagnetica. L’obiettivo e’ l’acquisizione dei principi e del loro significato fisico. Vengono illustrate le applicazioni fondamentali di ogni legge con lo scopo di far acquisire un metodo da applicare nell’interpretazione di fenomeni fisici che sono alla base di molte applicazioni ingegneristiche. E’ necessaria una buona conoscenza e padronanza degli strumenti matematici appresi nei corsi di Analisi I e II e di Geometria.

ELETTROSTATICA
L’elettrostatica nel vuoto e’ svolta nei corsi di Fisica I e viene data per nota all’inizio dei corsi di Fisica II; la sua conoscenza e’ indispensabile per una buona comprensione degli argomenti da trattare.
Campo elettrico statico nella materia: I conduttori.
Condensatori e capacità.
Densità di energia del campo elettrico.
Dielettrici: Polarizzazione del materiale.

CORRENTE E RESISTENZA
Conduzione. Intensità e densità di corrente. Corrente continua. Resistenza. Legge di Ohm. Resistività e conducibilità.
Potenza elettrica. Effetto Joule.

MAGNETOSTATICA
Campo magnetico e induzione magnetica. Seconda equazione di Maxwell.
Forza agente su una carica in moto all’interno di un campo magnetico: forza di Lorentz.
Forza agente su un conduttore percorso da corrente immerso in un campo magnetico.
Sorgenti del campo magnetico: Campo magnetico prodotto da una corrente: legge di Laplace. Applicazioni della legge di Laplace. Campo magnetico di una spira circolare percorsa da corrente. Dipolo magnetico.
Momento meccanico ed energia potenziale di un dipolo magnetico in un campo magnetico applicato.
Forza tra conduttori paralleli percorsi da corrente.
Legge di Ampère e sue applicazioni.
Campi magnetici nella materia: Diamagnetismo, paramagnetismo, ferromagnetismo.

CAMPI ELETTRICI E MAGNETICI VARIABILI NEL TEMPO
Legge dell'induzione di Faraday - Henry – Lenz e sue applicazioni. Terza equazione di Maxwell.
Induttanza e autoinduzione.
Energia immagazzinata nel campo magnetico di una corrente. Densità di energia del campo magnetico.
Legge di Ampère-Maxwell: quarta equazione di Maxwell.

ONDE ELETTROMAGNETICHE
L’equazione d’onda per i campi elettrico e magnetico.
Caratteristiche generali delle onde. Le onde elettromagnetiche.

PROPAGAZIONE DELLE ONDE
Propagazione e attenuazione dentro i conduttori; propagazione entro sostanze dielettriche.

OTTICA GEOMETRICA
Legge di Snell per la rifrazione e la riflessione.
Ottica geometrica: diottri e specchi, lenti sottili. Applicazioni

OTTICA FISICA
Interferenza tra onde elettromagnetiche. Applicazioni.

DIFFRAZIONE
Natura del fenomeno. Diffrazione di Fraunhofer da singola fenditura.

POLARIZZAZIONE DELLA LUCE
Natura dei fenomeni connessi.

PROGRAMMA
Elettrostatica
Campo elettrico - Legge di Gauss e sue applicazioni - Dipolo elettrico
Conduttori in equilibrio - Potenziale e capacità di un conduttore carico isolato - Induzione elettrostatica
Condensatori e capacità - Condensatori in serie e in parallelo - Energia immagazzinata in un condensatore - Densità di energia del campo elettrico
Polarizzazione di un dielettrico – Campo elettrico all’interno di un dielettrico
Corrente e resistenza
Intensità e densità di corrente – Equazione di continuità della corrente elettrica – Legge di Ohm - Resistività e resistenza - Potenza elettrica - Effetto Joule - Resistori in serie e in parallelo - Forza elettromotrice – Circuiti RC
Magnetostatica
Caratteristiche del campo magnetico - Forza agente su una carica in moto all’interno di un campo magnetico - Effetto Hall -Forza agente su un conduttore percorso da corrente immerso in un campo magnetico - Principio di equivalenza spira-dipolo magnetico
Campo magnetico prodotto da una corrente: legge di Laplace e sue applicazioni (filo rettilineo, spira circolare, solenoide) - Campo magnetico generato da una carica in moto - Forza tra conduttori percorsi da corrente - Legge di Ampère e sue applicazioni - Legge di Gauss per il campo magnetico.
Campi magnetici nella materia: correnti atomiche e magnetizzazione - Diamagnetismo, paramagnetismo, ferromagnetismo - Il campo magnetizzante H.
Campi elettrici e magnetici variabili nel tempo; equazioni di Maxwell
Legge dell'induzione di Faraday – Legge di Lentz - Forze elettromotrici dovute al moto relativo conduttore-campo magnetico - Campi elettrici indotti – Autoinduzione – Circuiti RL - Energia immagazzinata nel campo magnetico di una corrente - Densità di energia del campo magnetico.
Oscillazioni elettromagnetiche: Correnti alternate – Circuiti LC e LRC.
Corrente di spostamento e legge di Ampère-Maxwell.
Equazioni di Maxwell
Onde elettromagnetiche
Equazione d’onda per E e B - Le onde elettromagnetiche - Vettore di Poynting - Intensità delle onde elettromagnetiche - Sistemi per generare onde elettromagnetiche - Lo spettro elettromagnetico
Ottica geometrica e fisica
Leggi della rifrazione e riflessione. Riflessione totale.
Ottica geometrica: Specchi - Diottri - Lenti sottili.
Interferenza e diffrazione
Onde coerenti e loro sovrapposizione - Dispositivo di Young - N sorgenti coerenti.
Diffrazione di Fraunhofer da singola fenditura - Reticolo di diffrazione.

Testi di riferimento per il corso:
P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci 'Fisica, vol. II', EdiSES (Napoli)
oppure
P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci 'Elementi di Fisica, vol. II, Elettromagnetismo e onde', EdiSES (Napoli)
oppure
D. Halliday, R. Resnick, J. Walker "Fondamenti di Fisica - Elettrologia, Magnetismo e Ottica", Casa Editrice Ambrosiana (Milano)
Testi consigliati per esercizi:
P. Pavan, P. Sartori
'Problemi di Fisica II Risolti e commentati'
Casa Editrice Ambrosiana, Milano
Angelo Tartaglia
"300 esercizi svolti di elettromagnetismo e ottica"
Editrice Levrotto e Bella, Torino
S.Longhi, M. Nisoli, R. Osellame, S. Stagira
"Fisica Generale
Problemi di Elettromagnetismo e Ottica"
Società Editrice Esculapio, Bologna
Sergio Focardi
"Problemi di Fisica Generale
Elettricità, magnetismo,ottica"
Casa Editrice Ambrosiana, Milano
G. Bendiscioli, G.C. Mantovani
"Esercizi di Fisica Generale
Elettromagnetismo e ottica fisica"
La goliardica Pavese Pavia
I testi, scelti tra quelli elencati, saranno comunicati a lezione dal docente titolare dell’insegnamento.
Ulteriore materiale aggiuntivo di supporto sarà messo a disposizione degli studenti iscritti in forma cartacea mediante il portale della didattica. Anche in questo caso ne sarà data comunicazione a lezione dal docente titolare dell’insegnamento.
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Gli appunti alle lezioni e gli esercizi di supporto sarà messo a disposizione degli studenti iscritti in forma cartacea mediante il portale svolti in precedenti sessioni di esame, risolti e commentati, sono disponibili su richiesta al docente.

L'esame consiste in una prova scritta in aula ed in una prova orale cui sono ammessi tutti coloro che superano la prova scritta.
Il voto finale terrà conto dei voti conseguiti sia nella prova scritta sia nella prova orale.